智能驾驶热下 MEMS激光雷达角逐前装量产

汽车盖世汽车网 2021-05-04 16:47

汽车智能化变革的出现，让激光雷达技术有了很大用武之地。而高级别自动驾驶的发展，更是催生了巨大的激光雷达需求。

激光雷达，能够利用激光测量距离，生成有关车辆周围环境的三维数据。与摄像头不同，激光雷达直接对物体进行三维成像，不会被平面图像如阴影所欺骗。而与毫米波雷达相比，激光雷达的空间分辨率更高，能够生成更加详细的物体立体图像，进而能探测到尺寸更小的物体。此外，激光雷达能跟其他感知硬件进行更好的冗余，提供更好的安全性以及更丰富的感知信息。

得益于激光雷达的种种优势，在自动驾驶领域其被视为一种关键且必要的传感器。据市场研究咨询机构Yole预测，激光雷达整体市场在2019至2025年间将以19%的年均复合增长率（CAGR）增长，到2025年市场规模将达38亿美元。其中，用于汽车行业的激光雷达市场预计将在未来5年迎来飞速增长，年均复合增长率将上升到100%以上，市场规模增至17亿美元，成为激光雷达发展的主要驱动力。Yole预计，到2025年，3.2%的私家车将采用激光雷达技术。

2019-2025年激光雷达市场应用预测（图片来源：Yole）

激光雷达市场的蓬勃发展在过去几年吸引了大量玩家的关注和加入，每家公司的技术路线有所不同。在国内，禾赛科技主要专注于机械式激光雷达，速腾聚创逐渐切换至固态激光雷达，现在两家公司开始布局多条技术路线，而一径科技则是MEMS固态激光雷达技术路线的坚定践行者。殊途同归，它们都希望加速自动驾驶技术的商业化，推动汽车智能化变革。

激光雷达趋向固态化 MEMS技术将成主流

激光雷达按有无机械旋转部件，可分为机械式激光雷达和固态激光雷达两类。在机械式激光雷达领域，资历最老的当属法雷奥。早在2017年，法雷奥就成为全球首家开始为汽车量产激光雷达的公司，第一代SCALA被奥迪A8高端轿车等车型采用。

不过，机械式激光雷达又大又重，生产效率低且成本高昂，旋转部件还容易磨损甚至失效，使用周期较短；相比之下，固态激光雷达则依靠电子部件来控制激光发射角度，无需机械旋转部件，故尺寸较小，在机械振动、冲击和寿命方面要远远好于机械式激光雷达。

盖世汽车研究院认为，目前机械式激光雷达和固态激光雷达处于并存状态，因机械式激光雷达技术相对成熟，因此未来市场应用将继续保持一定的市场占比。但随着时间的推移，激光雷达技术将向着高性能、低成本、高可靠性和适用于超大规模量产的方向发展，固态激光雷达无疑在上述诸方面有着先天优势，其中高性能Flash和MEMS技术路线是未来主要的发展方向。

激光雷达产业发展趋势展望（图片来源：盖世汽车研究院）

不过，Flash技术离发展成熟还有一段路要走，而MEMS激光雷达则被认为是较容易落地的商业LiDAR技术路线，因此包括一径科技创始人兼CEO石拓在内的业内人士均认为，未来五到十年，MEMS 激光雷达会成为市场上的主流产品，抢占一半以上的市场份额。

MEMS全称为Micro-Electro-Mechanical System，指微机电系统。因MEMS使激光雷达的小型化、轻量化以及大规模制造成为可能，近年来，国内外涌现了一批竞相开发MEMS激光雷达的企业，其中不乏一些此前是机械式激光雷达技术路线的佼佼者，例如法雷奥，其已计划在第三代激光雷达产品中转向MEMS技术，预计在2022年左右开启量产；还有一些是从一开始就瞄准MEMS激光雷达的企业，例如国内的一径科技等。

一径科技成立于2017年，是国内较早开发面向车载应用的固态MEMS激光雷达的团队。在本次上海车展上，一径科技发布了最新的面向前装量产的固态激光雷达产品：ML-Xs，并首次公开披露了该款产品的技术参数和优势。据悉，ML-Xs采用MEMS微振镜＋1550nm 光纤激光器的方案，同时采用自研的接收及ASIC芯片。ML-Xs的视场角可达120°X25°，能够提供高达200米的探测距离，同时能提供0.1°的角分辨率。

图为ML-Xs（图片来源：一径科技）

据一径科技联合创始人&产品副总裁李云翔介绍，本次推出的ML-Xs新品是一款前向长距MEMS激光雷达，兼顾高速前向远距和中/低速大角度应用场景，未来将主要面向L2及以上的智能驾驶，服务于乘用车、Robotaxi等诸多智能驾驶应用，为自动驾驶车辆的安全出行保驾护航。

图左为一径科技联合创始人&产品副总裁李云翔（图片来源：一径科技）

除了最新发布的ML-Xs，一径科技还同时展出了面向短距补盲应用的明星产品ML-30s。据悉，ML-30s能提供140°x70°的超大视场角，可以大幅增加车辆的视野范围，提供宽视场角高分辨率的 3D 感知覆盖，将车身周边盲区的危险系数降到最低。另外，这款产品自2020年起已经实现批量化交付，为无人高速物流、末端配送、Robotaxi和机器人领域提供灵活、高分辨率及车规可靠的盲区覆盖解决方案，是该细分产品方向市占率较高的一款固态激光雷达产品。

上述两大系列产品可以各自满足不同应用场景的需求，同时还可以进行灵活组合应用。兼顾盲区中短距场景和远距高速场景，是一径科技激光雷达产品方案的一大特色。

另外，一径科技的产品还有另一大特点，即面向前装量产，一方面，其可靠性能够满足汽车行业的应用需求，能够抵抗汽车在运行当中的振动冲击带来的影响，满足EMC和耐久性等车规要求。另一方面，产品设计从规模量产可行性角度出发，不要求高精密的光学装调，就能实现高度自动化的装调和封装，极大的提高了组装的良率和效率；并在实际生产过程中，针对装配流程及工艺、标定方法等环节进行了多次迭代和自动化改造，以实现激光雷达规模化量产的目标，进而在成本和产品一致性上也颇具竞争力。

激光雷达或迎上车元年前装量产分秒必争

2020年底以来，多家车企宣布携手激光雷达供应商，相继公布了量产上车时间表，且都指向2021年，这表明，激光雷达或在2021年迎来上车元年。

在2020年12月22日的蔚来内部分享会上，该公司宣布将用国产供应商图达通（Innovusion）的激光雷达；而在2021年开年第一天，新造车势力中的另一位重磅玩家小鹏也不甘示弱，官宣将在2021年推出的全新量产车型上使用Livox生产的定制版车规级激光雷达。

除了国内自主新能源品牌，国际一线汽车制造商也陆续宣布将在量产新车上搭载激光雷达，例如奔驰将于2021年上市的全新S级就将搭载法雷奥的第二代激光雷达产品Scala 2；此外，丰田雷克萨斯也宣布将于2021年发布配备电装3D激光雷达的LS车型；沃尔沃在其2022年投入量产的全新车型中也将搭载Luminar激光雷达感知技术……

在车企的密集布局下，激光雷达进入每一辆车已经成为大势所趋，其前装量产似乎也成为推动L3+自动驾驶布局的重要一环。作为智能网联电动汽车新增零部件，激光雷达量产上车的时代已经开启。而此时激光雷达玩家们比拼的就是成本优势、规模优势，也就是量产能力。

李云翔在接受盖世汽车采访时指出，车规级激光雷达能否实现大规模量产落地关乎企业生存。“在产品性能方面，现在激光雷达厂商的产品各有差异，而可规模量产性则是下一阶段影响激光雷达是否能商业化交付最重要的因素。”李云翔说道，“生产10个激光雷达和生产1千个、1万个激光雷达是不可比拟的。批量生产需要考量过程能力指数、OEE（总体设备效率）、一次通过率、直通率等指标来保证产品的一致性。这是决定能不能规模化量产、能不能保证供应的重要因素。”

为了实现批量化、高效率生产，并降低成本，一径科技在常熟自建的国产化MEMS激光雷达生产线早在2019年就已进入试生产，该产线占地5000平米，一期规划产能为5万台/每年，可满足 2020 年到 2022 年三年的产能需求，而2022年后会进一步提高工厂的自动化效率，实现更大的产能。另外，以常熟为中心，一径科技已经完成IATF-16949质量体系搭建。